RU2654936C1 - Method for definition of location and dimensions of emergency oil leakage - Google Patents

Method for definition of location and dimensions of emergency oil leakage Download PDF

Info

Publication number
RU2654936C1
RU2654936C1 RU2017113232A RU2017113232A RU2654936C1 RU 2654936 C1 RU2654936 C1 RU 2654936C1 RU 2017113232 A RU2017113232 A RU 2017113232A RU 2017113232 A RU2017113232 A RU 2017113232A RU 2654936 C1 RU2654936 C1 RU 2654936C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
ice
slick
location
oil slick
Prior art date
Application number
RU2017113232A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иосифович Пономарев
Ильдар Зафирович Денисламов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2017113232A priority Critical patent/RU2654936C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2654936C1 publication Critical patent/RU2654936C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/222—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for tubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/15—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat
    • G01V3/16—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat specially adapted for use from aircraft

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to methods for remote monitoring of an oil slick formed under ice during an emergency oil leakage from an underwater oil pipeline. Essence: in point (3) of oil leakage from underwater oil pipeline (2) magnetic material is supplied in a fine-dispersed state. Along with the oil, the magnetic material spreads under ice (7), forming spot (6) of a certain thickness and dimensions. Boundaries of oil spill spread are judged from the intensity of the magnetic field measured by the magnetometers over the surface of the ice. If it is not possible to locate the location of the oil leakage from underwater oil pipeline (2), fine-grained magnetic material is fed directly to well (1) or to underwater oil pipeline (2) to oil leakage point (3).
EFFECT: determination of the location and size of the oil slick under the ice.
3 cl, 1 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области диагностики площади и объемов распространения нефтяного пятна подо льдом при утечке нефти с подводной скважины или подводного нефтепровода при добыче нефти с месторождений арктического шельфа. Применение технологии при аварийном скапливании нефти подо льдом способствует быстрой оценке площади и объемов нефтяного пятна и своевременному принятию оперативных мероприятий по сбору излившейся нефти.The claimed invention relates to the field of diagnostics of the area and volume of oil slick spread under ice during oil leakage from a subsea well or subsea oil pipeline during oil production from fields on the Arctic shelf. The use of technology for emergency accumulation of oil under ice contributes to the rapid assessment of the area and volume of the oil slick and the timely adoption of operational measures for the collection of spilled oil.

Возникновение утечки нефти из зоны негерметичности подводного объекта нефтедобычи в районах арктического Севера ведет к неконтролируемому накапливанию нефтяного пятна подо льдом. Визуальное обнаружение таких скоплений нефти при облете шельфа с самолета или вертолета невозможно из-за наличия ледового покрытия толщиной до одного метра и более.The occurrence of an oil leak from the leakage zone of an underwater oil production facility in the Arctic North leads to uncontrolled accumulation of an oil slick under ice. The visual detection of such accumulations of oil when flying offshore from an airplane or helicopter is not possible due to the presence of ice cover up to one meter or more thick.

Известны методы контроля движения пластовой воды путем закачки в пласт воды с радиоактивным или химическим индикатором и слежения за появлением индикатора в добывающих скважинах (Никаноров A.M. Методы нефтепромысловых гидрогеологических исследований. М.: Недра, 1977. - С. 131-141). Эти методы маркировки добываемой из залежи нефти неэффективны для условий шельфовой добычи нефти с ледовым покрытием воды, так как для отбора проб необходимо бурение лунок в ледовом покрытии. Необходимо заметить, что при наличии значительного количества лунок диагностика размеров и границ нефтяного пятна производится непосредственно по составу отобранных проб, то есть по количественному содержанию в пробе нефти и воды, и необходимость в подаче в нефть индикатора становится излишней.Known methods for controlling the movement of produced water by injecting water into the formation with a radioactive or chemical indicator and tracking the appearance of the indicator in producing wells (A. Nikanorov. Methods of oilfield hydrogeological research. M .: Nedra, 1977. - P. 131-141). These methods of marking oil extracted from a reservoir are ineffective for offshore oil production conditions with ice-covered water, since sampling requires drilling holes in the ice. It should be noted that in the presence of a significant number of wells, the size and boundaries of the oil slick are diagnosed directly by the composition of the samples taken, that is, by the quantitative content of oil and water in the sample, and the need to supply an indicator to the oil becomes unnecessary.

Известны способы очистки поверхности воды от нефтяного пятна, согласно которым над нефтяным пятном распыляют дисперсный магнитный материал или магнитный материал в ином виде с последующим сбором смеси магнитного материала и нефти с помощью магнитного поля постоянного магнита или электромагнита (Патент Японии №51-19495, кл. 91 С, опубл. 1976 г.; А.с. СССР №866043, опубл. 23.09.81, бюл. №35). Магнитные свойства полученной смеси нефти и магнитного материала в этих изобретениях используются только для сбора разлившейся над водой нефти. Для определения масштабов утечки нефти в виде нефтяного пятна подо льдом данные технические решения непригодны по двум причинам. Наличие льда не позволяет провести обработку формирующегося нефтяного пятна. Во-вторых, в этих изобретениях отсутствует не визуальная диагностика размеров нефтяного пятна по причине отсутствия такой необходимости.Known methods for cleaning the surface of the water from an oil slick, according to which dispersed magnetic material or other magnetic material is sprayed over the oil slick with the subsequent collection of a mixture of magnetic material and oil using a magnetic field of a permanent magnet or an electromagnet (Japan Patent No. 51-19495, cl. 91 C, publ. 1976; A.S. USSR No. 866043, publ. 23.09.81, bull. No. 35). The magnetic properties of the resulting mixture of oil and magnetic material in these inventions are used only for the collection of oil spilled over water. To determine the extent of oil leakage in the form of an oil slick under ice, these technical solutions are unsuitable for two reasons. The presence of ice does not allow the processing of the emerging oil slick. Secondly, in these inventions there is no visual diagnosis of the size of the oil slick due to the lack of such a need.

В условиях добычи нефти из арктического шельфа (наличие ледового покрытия и подводных течений воды) не исключены утечки нефти из подводного оборудования, и раннее обнаружение местоположения и размеров нефтяного пятна становится важной технической и экологической задачей.In the context of oil production from the Arctic shelf (ice cover and underwater water flows), oil leakages from underwater equipment are not ruled out, and early detection of the location and size of the oil slick becomes an important technical and environmental task.

Технической задачей изобретения является определение местоположения нефтяного пятна и его размеров подо льдом при шельфовой добыче нефти, образующегося из-за утечки нефти из подводного объекта нефтедобычи: скважины или нефтепровода.An object of the invention is to determine the location of an oil slick and its size under ice during offshore oil production resulting from an oil leak from an underwater oil production facility: a well or an oil pipeline.

Указанная техническая задача решается тем, что по известному способу определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти, заключающемуся в выделении в нефти устойчивого индикатора и его прослеживании во времени и пространстве, для диагностики размеров и границ нефтяного пятна подо льдом в зону утечки нефти из подводного объекта нефтедобычи подают в постоянном режиме магнитный материал в мелкодисперсном состоянии, а о границах распространения нефтяного пятна подо льдом судят по повышению напряженности магнитного поля над нефтяным пятном, которое замеряют магнитомерами с поверхности ледового покрова, в частности, с вертолета. Аэромагнитная съемка водной акватории под ледовым покровом позволяет судить и о толщине слоя нефтяного пятна по величине напряженности магнитного поля. Рост толщины слоя нефти подо льдом, содержащей во взвешенном состоянии магнитный материал, ведет к росту напряжения магнитного поля, поэтому предложенный способ дает возможность оценки и объема нефтяного пятна.The specified technical problem is solved by the fact that by a known method for determining the location and size of an oil slick during an emergency oil leak, which consists in isolating a stable indicator in oil and tracking it in time and space, for diagnosing the size and boundaries of an oil slick under ice in an oil leak zone from underwater oil production facility is supplied in a constant mode magnetic material in a finely dispersed state, and the boundaries of the distribution of the oil slick under the ice are judged by the increase in tension netic field over the oil slick, which is measured with a magnetometer surface of the ice cover, in particular a helicopter. Aeromagnetic survey of the water area under the ice cover allows us to judge the thickness of the oil slick layer by the magnitude of the magnetic field strength. The increase in the thickness of the oil layer under the ice, which contains magnetic material in suspension, leads to an increase in the magnetic field stress; therefore, the proposed method makes it possible to estimate the volume of the oil spot.

При невозможности определения точного местоположения зоны утечки нефти из подводного оборудования мелкодисперсный магнитный материал подают непосредственно в скважину или подводный нефтепровод до зоны утечки с тем, чтобы произошла хотя бы частичная маркировка изливающейся из негерметичного оборудования нефти магнитным материалом с последующей диагностикой такой нефти в скоплении нефти под арктическим льдом.If it is not possible to determine the exact location of the zone of oil leakage from underwater equipment, finely dispersed magnetic material is fed directly into the well or underwater pipeline to the leakage zone so that at least partial marking of the oil flowing out of the leaky equipment with magnetic material is made, with subsequent diagnosis of such oil in the accumulation of oil under the Arctic ice.

Схема реализации способа изображена на чертеже, в которой обозначены под цифрами: 1 - скважина на шельфе, 2 - подводный нефтепровод, 3 - зона негерметичности подводного оборудования и одновременно точка подачи магнитного материала в истекающую нефть, 4 - точка ввода магнитного материала в нефтедобывающую скважину, 5 - поднимающаяся на поверхность воды аварийно истекающая нефть, 6 - скопление нефти подо льдом, 7 - ледовое покрытие, 8 - вертолет с магнитомером на борту.The implementation diagram of the method is shown in the drawing, which is indicated by the numbers: 1 - a well on the shelf, 2 - an underwater oil pipeline, 3 - a leak zone of underwater equipment and at the same time the point of supply of magnetic material to the flowing oil, 4 - the point of entry of magnetic material into the oil well, 5 - accidentally flowing oil rising to the surface of the water, 6 - oil accumulation under ice, 7 - ice cover, 8 - helicopter with magnetometer on board.

Предложенный способ реализуется выполнением следующих работ:The proposed method is implemented by the following operations:

1. При точном обнаружении зоны утечки нефти из подводного оборудования и невозможности ее быстрой ликвидации в истекающую под давлением нефть подают мелкодисперсный магнитный материал в той концентрации, при которой будет обеспечиваться его равномерное распределение в объеме изливающейся нефти и будет исключено выпадение магнитного материала из нефти.1. If the zone of oil leakage from underwater equipment is accurately detected and it is impossible to quickly eliminate it, finely dispersed magnetic material is fed into the oil flowing under pressure at a concentration at which its uniform distribution in the volume of the spilled oil will be ensured and magnetic material will not fall out of the oil.

2. В случае невозможности подачи магнитного материала непосредственно в зону ее утечки из подводного оборудования из-за технической причины: высокое давление изливающейся нефти или мгновенное распыление нефти в водной среде, организуют работы по подаче магнитного материала в добываемую нефть непосредственно на устьевой арматуре скважины или на запорной арматуре подводного нефтепровода, находящихся в системе нефтесбора, до зоны утечки нефти.2. If it is impossible to supply magnetic material directly to the zone of its leakage from underwater equipment due to a technical reason: high pressure of poured oil or instantaneous atomization of oil in an aqueous medium, organize work on supplying magnetic material to the produced oil directly at the wellhead or on the well shutoff valves of an underwater pipeline located in the oil gathering system, to the oil leak zone.

3. Находясь во взвешенном состоянии в нефтяной среде, магнитный материал распространится вместе со свежими порциями нефти по площади и объему всего нефтяного пятна подо льдом.3. Being in suspension in the oil medium, the magnetic material will spread together with fresh portions of oil in the area and volume of the entire oil slick under the ice.

4. После начала подачи магнитного материала в истекающий поток нефти начинают периодический облет на вертолете или ином средстве перемещения ледового пространства в зоне скважины или аварийного трубопровода по траектории расширяющейся окружности (по спирали). Во время всего облета производят в постоянном режиме времени измерение магнитной напряженности пространства ниже средства передвижения, то есть в зоне ледового покрытия воды.4. After the start of the supply of magnetic material to the flowing oil stream, a periodic fly over by helicopter or other means of moving the ice space in the zone of the well or emergency pipeline along the path of the expanding circle (in a spiral) begins. During the entire flight, the magnetic intensity of the space is measured below the vehicle in a constant time mode, that is, in the zone of ice water.

При обнаружении в определенном ледовом секторе зоны с повышенным значением магнитной напряженности производят дополнительные облеты этой зоны с измерением искомого параметра.If a zone with an increased value of magnetic tension is detected in a certain ice sector, additional overflights of this zone are made with the measurement of the desired parameter.

5. Зону с повышенным значением магнитной напряженности оценивают как область водной поверхности, на которой и сформировалось нефтяное пятно. По границе пятна и примерному объему излившейся нефти разрабатывают план сбора излившейся нефти путем вскрытия ледового покрытия в необходимых местах.5. An area with an increased value of magnetic tension is estimated as the region of the water surface on which the oil slick has formed. On the border of the spot and the approximate volume of the spilled oil, a plan for the collection of the spilled oil is developed by opening the ice cover in the necessary places.

По изобретению поставленная техническая задача успешно решается дистанционно без бурения лунок во льду и отбора проб воды на содержание нефти. Предложенный способ является, на наш взгляд, рациональным и существенным, отвечает критерию новизны. Использование способа на просторах арктического Севера значительно снизит тот потенциальный вред, который существует при добыче нефти в шельфовой зоне материка.According to the invention, the stated technical problem is successfully solved remotely without drilling holes in ice and sampling water for oil content. The proposed method is, in our opinion, rational and essential, meets the criterion of novelty. Using the method in the open spaces of the Arctic North will significantly reduce the potential harm that exists during oil production in the shelf zone of the continent.

Claims (3)

1. Способ определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти, заключающийся в выделении в нефти устойчивого индикатора и его прослеживании во времени и пространстве, отличающийся тем, что для диагностики размеров и границ нефтяного пятна подо льдом в зону утечки нефти из подводного объекта нефтедобычи подают в постоянном режиме магнитный материал в мелкодисперсном состоянии, о границах распространения нефтяного пятна подо льдом судят по повышению напряженности магнитного поля над нефтяным пятном, которое замеряют магнитомерами над поверхностью ледового покрова, в частности, с вертолета.1. The method of determining the location and size of the oil slick during an emergency oil leak, which consists in the allocation of a stable indicator in oil and its tracking in time and space, characterized in that for diagnosing the size and boundaries of the oil slick under the ice in the zone of oil leakage from the underwater oil production facility they feed magnetic material in a finely dispersed state in a continuous mode; the distribution limits of the oil slick under ice are judged by the increase in the magnetic field strength above the oil slick, which measured by magnetometers above the surface of the ice sheet, in particular, from a helicopter. 2. Способ определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти по п.1, отличающийся тем, что о толщине слоя нефти подо льдом по площади нефтяного пятна судят по величине напряженности магнитного поля.2. The method of determining the location and size of the oil slick during an emergency oil leak according to claim 1, characterized in that the thickness of the oil layer under the ice by the area of the oil slick is judged by the magnitude of the magnetic field. 3. Способ определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти, заключающийся в выделении в нефти устойчивого индикатора и его прослеживании во времени и пространстве, отличающийся тем, что для диагностики размеров и границ нефтяного пятна подо льдом при невозможности определения местоположения зоны утечки нефти из подводного оборудования мелкодисперсный магнитный материал подают непосредственно в скважину или подводный нефтепровод до зоны утечки, о границах распространения нефтяного пятна подо льдом судят по повышению напряженности магнитного поля над нефтяным пятном, которое замеряют магнитомерами над поверхностью ледового покрова, в частности, с вертолета.3. A method for determining the location and size of an oil slick during an emergency oil leak, which consists in isolating a stable indicator in oil and tracking it in time and space, characterized in that for diagnosing the size and boundaries of the oil slick under ice when it is not possible to determine the location of the oil leak zone from underwater equipment finely divided magnetic material is fed directly into the well or subsea oil pipeline to the leak zone, on the boundaries of the distribution of the oil slick under the ice court It is necessary to increase the magnetic field strength above the oil slick, which is measured by magnetometers above the surface of the ice cover, in particular, from a helicopter.
RU2017113232A 2017-04-17 2017-04-17 Method for definition of location and dimensions of emergency oil leakage RU2654936C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113232A RU2654936C1 (en) 2017-04-17 2017-04-17 Method for definition of location and dimensions of emergency oil leakage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113232A RU2654936C1 (en) 2017-04-17 2017-04-17 Method for definition of location and dimensions of emergency oil leakage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2654936C1 true RU2654936C1 (en) 2018-05-23

Family

ID=62202651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017113232A RU2654936C1 (en) 2017-04-17 2017-04-17 Method for definition of location and dimensions of emergency oil leakage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2654936C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735804C1 (en) * 2020-02-26 2020-11-09 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of determining location and dimensions of oil slick during emergency oil leakage

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110181279A1 (en) * 2007-10-05 2011-07-28 Srnka Leonard J Method And Apparatus For Detection of A Liquid Under A Surface
WO2014025565A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 Halliburton Energy Services, Inc. Use of magnetic liquids for imaging and mapping porous subterranean formations
RU2511873C1 (en) * 2012-11-12 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Method to determine coordinates of place of underwater pipeline break

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110181279A1 (en) * 2007-10-05 2011-07-28 Srnka Leonard J Method And Apparatus For Detection of A Liquid Under A Surface
WO2014025565A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 Halliburton Energy Services, Inc. Use of magnetic liquids for imaging and mapping porous subterranean formations
RU2511873C1 (en) * 2012-11-12 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Method to determine coordinates of place of underwater pipeline break

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735804C1 (en) * 2020-02-26 2020-11-09 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of determining location and dimensions of oil slick during emergency oil leakage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108533968A (en) Steel gas pipe underground leak point positioning method based on search gas
RU2648198C1 (en) Method of control of corrosion processes
CN104047600B (en) A kind of oil-gas Layer logging explanation method
Acuña et al. Scanning for downhole corrosion
US20150176396A1 (en) Monitoring of multilayer reservoirs
EP2710368B1 (en) Early warning system for hydrate or clathrate materials
RU2654936C1 (en) Method for definition of location and dimensions of emergency oil leakage
Anastasopoulos et al. ACOUSTIC EMISSION LEAK DETECTION OF LIQUID FILLED BURIED PIPELINE.
CA3042865C (en) Methods of determining a spatial distribution of an injected tracer material within a subterranean formation
Zapevalov et al. Possibilities and limitations of the organization of anticorrosion protection at gas production facilities
Kantyukov et al. An integrated approach to the integrity diagnostics of underground gas storage wells
Zett et al. New sensor development helps optimize production logging data acquisition in horizontal wells
Hassani et al. A new practical method for determination of critical flow rate in Fahliyan carbonate reservoir
Su et al. Wellbore leakage risk management in CO2 geological utilization and storage: a review
RU2685601C1 (en) Method for determining the flow rate of water, oil, gas
Chao et al. Evaluations of oil and gas lateral migration across faults: A case study of Shigezhuang nose structure of Wen'an slope in Baxian sag, Jizhong depression, Bohai Bay Basin, East China
RU2593926C1 (en) Method for determination of corrosion of casing strings in production wells
Vielliard et al. Real-Time Subsea Hydrate Management in the World's Longest Subsea Tieback
Kourousis et al. Acoustic emission leak detection of buried oil pipelines, river and road crossings
Al-Khamis et al. Proactive Casing Leak Detection Methodologies: A Case History
Gok et al. Accurate Production Logging in Deviated Gas-Liquid Producer Wells
RU2610935C2 (en) Method for identification of behind-casing flows and casing strings corrosion zones in production wells
CN109458175A (en) The prediction technique of reservoir oil saturation under a kind of Overpressure Condition
Cuauro et al. Design, implementation and results of an inter-well chemical water tracers pilot test to improve water flood in complex reservoirs
Reddy et al. Accurate Corrosion Prediction Through an Integrated Approach

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190418